[發(fā)明專利]供電布置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710239716.0
• 申請(qǐng)日: 2017-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN107302226A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D.瓦里塞;M.門特勒;J.施維澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: DET國際控股有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 徐紅燕,劉春元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包括電源和切換布置的供電布置。所述切換布置包括切換塊，其中所述切換塊包括用于連接功率的源接口、用于連接負(fù)載的負(fù)載接口以及用于連接電網(wǎng)的電網(wǎng)接口。

背景技術(shù)

接通電力在今天是至關(guān)重要的。電源應(yīng)當(dāng)在任何時(shí)候不間斷地提供功率。這不僅適用于供應(yīng)一地區(qū)或聚居區(qū)的大型發(fā)電廠，而且也適用于例如向房屋提供功率的本地電源。為了確保不間斷供電，經(jīng)常將電力負(fù)載連接到一個(gè)以上的電源。這放開了即使在一個(gè)電源故障的情況下也能夠不間斷地向負(fù)載供電的可能性。

這尤其適用于包括可再生電源的供電布置。可再生電源的輸出功率可以隨時(shí)間而變化，并且所產(chǎn)生的輸出功率因此可能不會(huì)在任何時(shí)候都能滿足負(fù)載的要求。具有可再生電源的常見供電布置通常包括將所產(chǎn)生的直流（DC）功率轉(zhuǎn)換成單相或多相交流（AC）輸出功率的逆變器。通常，將本地電力負(fù)載連接到逆變器。這樣的本地負(fù)載可以例如由房屋的功耗來表示。經(jīng)常將負(fù)載另外連接到公共電力網(wǎng)。因此，負(fù)載可以由可再生電源（例如，由光伏（PV）系統(tǒng)、風(fēng)電場(chǎng)或沼氣發(fā)電廠）供電，并且另外由電網(wǎng)供電。此外，將可再生電源連接到電力網(wǎng)。如果本地負(fù)載的功率需求小于從所述電源提供的功率，那么這提供了將剩余功率饋送到電網(wǎng)中的可能性。在本地需求超過從可再生電源提供的功率的情況下，從公共電力網(wǎng)獲得缺少的功率。這樣的電網(wǎng)并行操作可以具有經(jīng)濟(jì)利益，并且給本地負(fù)載提供冗余供電。

為了可選擇地將電源連接到電網(wǎng)或負(fù)載或二者，供電布置包括連接開關(guān)。此外，供電布置需要安全保護(hù)措施。如果在公共電力網(wǎng)不再存在（present）的情況下電源繼續(xù)為電網(wǎng)供電，則導(dǎo)致孤島效應(yīng)。這樣的孤島效應(yīng)對(duì)可能沒有意識(shí)到電路仍在被供電的電力網(wǎng)工作者來說可能是危險(xiǎn)的。因此，電源必須能夠檢測(cè)電網(wǎng)故障，并且然后停止操作。因此，供電布置包括防孤島效應(yīng)繼電器，以在電網(wǎng)故障的情況下或者在電網(wǎng)不再存在時(shí)使電源與電網(wǎng)斷開。像連接開關(guān)和防孤島效應(yīng)繼電器這樣的開關(guān)通常位于印制線路板（PWB）上的逆變器內(nèi)部。

作為進(jìn)一步的安全保護(hù)措施，供電布置需要附加的機(jī)械旁路開關(guān)以在電源故障的情況下使負(fù)載與電源斷開并將負(fù)載連接到公共電力網(wǎng)。通常將這樣的旁路開關(guān)布置在逆變器外部，并且必須手動(dòng)操作。在電源出現(xiàn)問題的情況下，用戶必須切換旁路開關(guān)以將負(fù)載連接到電網(wǎng)。這是不方便的，并且引起旁路開關(guān)處于錯(cuò)誤或處于不利的切換位置的風(fēng)險(xiǎn)。

存在本領(lǐng)域中已知的供電布置，其以這樣的方式自動(dòng)操作，即當(dāng)電力網(wǎng)故障時(shí)使本地電源與電網(wǎng)斷開。例如，EP 1 965 483 A1（SMA太陽能技術(shù)股份公司）公開了一種供電系統(tǒng)，其包括切換布置和具有連接到電力網(wǎng)、本地負(fù)載和電池的逆變器的本地PV系統(tǒng)。所述供電系統(tǒng)在電網(wǎng)故障的情況下使負(fù)載和PV系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括在電網(wǎng)和負(fù)載之間的轉(zhuǎn)換開關(guān)。電網(wǎng)中一有電壓，轉(zhuǎn)換開關(guān)就自動(dòng)地將負(fù)載連接到電網(wǎng)。如果在切換布置和PV系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)連接中存在故障，則轉(zhuǎn)換開關(guān)將負(fù)載連接到電力網(wǎng)。

另一供電布置公開了EP 2 228 895 B1（SMA太陽能技術(shù)股份公司）。一種光伏逆變器包括位于整流器和電力網(wǎng)之間的繼電器電路。繼電器電路被實(shí)現(xiàn)為用于防止到電網(wǎng)中的非故意饋送的自動(dòng)開關(guān)。逆變器因此包括用以能夠使逆變器與電網(wǎng)斷開的防孤島效應(yīng)檢測(cè)以便避免危險(xiǎn)情況。

以上提到的系統(tǒng)在電網(wǎng)故障的情況下自動(dòng)使本地負(fù)載或本地電源與電網(wǎng)斷開。但是，不僅電網(wǎng)可能故障，而且本地電源也可能具有故障。例如，如果逆變器故障，那么必須將負(fù)載連接到電力網(wǎng)以確保供電。本領(lǐng)域中已知的系統(tǒng)確實(shí)沒有充分地考慮該事實(shí)，并且僅具有例如如上所述的旁路開關(guān)的手動(dòng)開關(guān)來使負(fù)載與電源斷開。這樣的手動(dòng)操作旁路開關(guān)承受著處于錯(cuò)誤或不利切換位置的風(fēng)險(xiǎn)。如果在電源中發(fā)生故障或者如果電網(wǎng)不存在，并且如果手動(dòng)切換的旁路處于錯(cuò)誤位置，則可能損壞相關(guān)設(shè)備或者甚至可能將人置于危險(xiǎn)之中。如果旁路開關(guān)處于不利的切換位置，則電源可以將功率饋送到電網(wǎng)中并從電網(wǎng)向負(fù)載供電。這意味著所產(chǎn)生的功率可能沒有用于供應(yīng)負(fù)載，這從經(jīng)濟(jì)角度來看是不利的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)屬于最初提到的技術(shù)領(lǐng)域的包括切換布置的供電布置，所述切換布置允許在沒有手動(dòng)干預(yù)的情況下進(jìn)行切換并向負(fù)載安全供電。

本發(fā)明的另一目的是為所述供電布置提供一種對(duì)應(yīng)的切換布置以及一種用于控制這樣的供電布置的方法。

通過權(quán)利要求1的特征具體說明了本發(fā)明的解決方案。根據(jù)本發(fā)明，切換布置包括用于取決于電源的情況來控制切換塊的控制器。